出入口卡口系统解决方案.docx

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出入口卡口系统解决方案

出入口卡口系统技术方案

1项目概述2

1.1项目建设背景2

1.2建设内容3

1.3设计原则3

1.4建设依据5

2出入口卡口总体设计6

2.1系统建设目标6

2.2系统总体架构6

3出入口卡口前端设备8

3.1工作原理8

3.2系统结构组成9

3.3系统前端设备功能11

3.3.1高清机动车辆抓拍功能11

3.3.2高清图像前端存储和防篡改功能11

3.3.3车辆特征识别功能11

3.3.4交通流量检测功能12

4高清卡口性能指标13

5出入口卡口应用14

5.1协防布控14

5.2大数据分析14

6随需而变的适应能力16

1项目概述

1.1项目建设背景

在我国提出的“构建社会主义和谐社会”的战略任务中，完善社会管理，保持社会安定有序是非常重要的一项内容，而完善社会治安防控体系，广泛开展平安创建活动需要依靠图像卡口系统等技术防范手段支撑。

近几年在各城市公安系统前端建设中，电警、卡口等设备数量呈几何倍的增涨。

从道口到路段、最终到路口推进式的建设，安防体系趋于完善，对道路安防监控趋于全覆盖。

在扩大了道路安防监控的同时，我们发现，每辆车每天只有10%的时间是在道路上行驶，却有90%的时间处于静止或停车状态。

同时随着大面积违停设备的安装，相关部门对道路违停整治的力度在逐年加大，车辆在道路上的停车空间越来越小，更多的车辆最终的目的地势必是小区或停车场。

出入口是车辆由动态行驶转为静态停放的最末端卡口场所，相比路口、路段卡口，更有利于公安的稽查、布控。

但作为车辆监控及行驶轨迹的最末端场所“出入口”，目前还是公安机动车监管的盲区。

目前大部分出入口的视频记录还仍以单位自建为主，同时设备监控像素低、覆盖范围窄，对于嫌疑人以及其作案工具——嫌疑车辆都只能看到模糊轮廓而无进一步的线索，导致提供给公安/交警部门的“有效信息”不足，无法充分发挥图像卡口系统的投资效益。

为进一步发挥图像卡口系统的作用，迫切需要建设一种针对出入口的视频图像卡口记录系统，它将更有效地甄别违法嫌疑车辆和犯罪嫌疑人，从而进一步提升公安/交警一线打击违法犯罪的能力和战斗力。

本次项目将建设一套针对出入口“全面、关键、有效视频信息”的高清卡口系统，他将满足公安对车辆动态”行”转静态”停”的安全防控要求，将公安图像卡口向前推进到最后一百米。

进一步提升治安管理和交通管理水平。

在长期的工程实践当中，宝康公司形成了一套以“清晰，稳定，环保，重视关键信息”为特色的出入口高清卡口解决方案，并希望将多年积累的实践经验和最新科技创新成果应用于本项目。

本次建设的出入口高清卡口系统标准高、投资大，要发挥及之相匹配的投资效益，必须在“大公安”的思想指导下建设专业化的应用系统，满足刑侦、经侦、禁毒、治安、交警各业务部门的实际需求，提供可供实战的应用功能，使之真正成为公安/交警管理部门的有力武器。

同时系统具有完善的运行管理功能保障，并能及其他系统进行数据共享。

1.2建设内容

本次项目的建设内容是综合地区公安/交警部门的实战需求，建设个点位的出入口高清卡口，实现对过往机动车及其前排司乘人员（可选）等信息采集、数据存储、数据传输和设备管理等功能。

完成高清卡口系统外场前端卡口子系统的建设工作，满足卡口信息采集、存储、传输以及前端设备管理等功能，并通过光纤网络将高清卡口接入中心平台。

1.3设计原则

本系统将针对用户的实际业务需求，建立一个先进、高效、实用的出入口高清卡口系统。

基于系统功能和性能的需求，系统的建设将遵循以下原则：

1）可靠性

考虑系统全天候实时性需求，本系统具备7×24小时连续不间断运行的能力，充分考虑系统的高可靠性，选用高集成设备，采用自动检测、自动报警、自动监控、冗余配置、集群、负载均衡等技术来有效地保证系统的高可用性和可靠性。

2）先进性

设备选型、技术运用等方面在实用性基础上，充分考虑一定的前瞻性。

考虑到因业务、运行及技术条件等外部环境的变化，利用高清卡口的成熟经验和技术，充分结合图像处理技术的跨越性发展等，实现向治安卡口的突破性发展，提高系统的综合利用效率，为反恐、治安、刑侦、交通等业务提供综合服务，避免投入即陷入技术落后的困境，且规避因业务、运行环境等的变化而造成系统大范围工程调整的风险。

3）可扩展性

考虑到以后的需求的不断增加，系统建设的数量也会随之扩大，系统架构和系统平台都具备灵活且经济的扩充性，能够很好地随业务系统未来的扩充和变化进行横向或纵向的扩展，并且能够具备动态调整资源的能力，根据业务系统实际运行状况及时地调整和分配有限的系统资源，提高资源的利用率。

4）安全性

本系统具有防破坏和防入侵的安全性功能。

整个系统、设备、中心机房和前端设备均考虑防雷击、断电和人为破坏，软件不受病毒感染、黑客攻击，具有高度的安全和保密性。

5）高经济性

在满足本项目要求的前期下，确保系统先进、成熟、稳定可靠、性能良好、维护简便的基础上，在考虑系统的先进成熟的同时，在设计本系统解决方案时，选择实用、合理的设备，降低系统成本，从而做到性能价格比最大化，最大限度降低了管理的运营成本。

系统将以安全可靠，经济适用，为今后发展留有接口。

6）可维护性

系统设计能够满足用户不断变化的实际需求和规模要求，保证用户方便维护并尽量减少维护工作量。

一方面前端卡口子系统采取模块化的硬件结构，具有快速修复的能力，另一方面建立相应的系统管理和维护机制，保障系统的正常运行。

7）延续性

本次高清卡口系统的建设、运行环境主要基于已有网络而非新建网络。

因而高清卡口系统的建设充分结合现有条件，具备一定的承接关系，不孤立于整体环境。

同时，及运行同一网络环境的其他系统有着较为明确清晰的界面。

8）标准化及开放性

系统遵从通用、规范和安全的数据通讯协议和接口，保证系统的开放性和系统的功能扩展需求。

本系统是开放的可兼容系统，能及不同厂商的产品兼容，可以有效保护投资，实现系统间的互联、互通及系统整合。

1.4建设依据

●《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》832-2009

●《机动车号牌图像自动识别技术规范》833-2009

●《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》497-2009

●《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》28181-2011

●《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》651-2006

●《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》652-2006

●《安全防范工程技术规范》50348-2004

●《报警图像信号有线传输装置》16677-1996

●《公路交通安全设施施工技术规范》F71-2006

●《民用闭路电视监控系统工程技术规范》50198-94

●《计算机信息系统安全保护等级划分准则》17859-1999

●《建筑物电子信息系统防雷技术规范》50343-2004

●《安全防范工程程序及要求》75-1994

●《视频安防监控系统技术要求》367-2001

●《安全防范系统验收规则》308-2001

●《安全防范系统通用图形符号》74-2000

●《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》

●公安部《城市报警及监控系统建设“3111”试点工程实施方案》

●公安部《交通管理信息系统建设框架》

以上未提到的规范或更新过的规范，也属于道路监控范畴的规范，同样要作为本系统设计依据。

2出入口卡口总体设计

2.1系统建设目标

通过本系统建设，将达到如下目标：

1．通过采用高清摄像机，全面清晰的采集机动车及前排司乘人员（可选）的特征信息和图片，实现嫌疑目标的快速排查，为公安/交警部门侦破案件提供有力手段和支持；

2．本系统及各业务部门的信息共享及协调管理，加强部门协作，提高管理效率；

3．配合路口、路段卡口系统，形成全方位的监控智能化网络系统，将卡口系统向前推进到最后一百米，满足治安、刑侦、交通管理新形势下的业务需求；

4．对区域内运行的车辆实现全面、有效监管，有力打击各类涉车违法犯罪行为，提高城市安全防范的整体能力和水平。

2.2系统总体架构

图21高清卡口系统总体架构图

高清卡口系统总体架构如上图所示，该系统由前端卡口子系统、通信子系统、中心平台三部分组成，下面对系统的组成进行说明：

1）前端卡口子系统：

主要功能为信息采集和通信，即采集并记录所有经过本断面的机动车图像信息，对经过的车辆进行车牌识别，存储获取和处理的信息，并及卡口中心平台进行通信。

2）通信子系统：

完成前端卡口子系统及中心平台之间的高速通信，传输前端卡口子系统所采集的各种数据、图片和图像；并满足中心平台对分布式存储在前端卡口子系统的数据、图像的调用。

3）卡口中心平台：

是高清卡口系统核心业务处理中心，是用户访问整个卡口系统的窗口。

针对出入口卡口系统，可新建或接入原有中心平台。

中心平台主要完成数据信息、图片和高清图像信息的接收、处理及存储，实时展示系统和前端采集设备的状态以及对系统的日常管理，并根据实时车辆信息，进行黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、跟车关联查询分析等业务处理，完成对车辆布控等实战功能。

中心平台能够根据业务要求，提供综合查询功能，并为业务分析提供参考依据。

3出入口卡口前端设备

3.1工作原理

本次项目对经过出入口的所有机动车进行有效检测和抓拍。

现场设备布置见下图（该图仅供参考，具体设备布置方式根据现场情况最终确定）：

图31现场设备布置示意图

如上图所示，前端卡口子系统的工作流程如下：

1）在每个监测点设置一套设备机箱，机箱内布置工业级网络交换机、光纤收发器及配套电气元件等，并在现场立杆上每个车道配置一台高清摄像机；在每个机动车道配置一套辅助照明装置以及设一组检测线圈（或视频检测）；

2）当有车辆经过监测区域，摄像机通过号牌逐帧识别智能感应及分析并驱动辅助补光装置，对当前通过车辆进行补光，同时驱动图像采集模块采集车辆的图像信息；

3）摄像机捕获信息后，并生成原始车辆信息图片；传递给内嵌于芯片中的车牌识别软件；

4）内嵌入芯片中的车牌识别软件对原始车辆信息图片的车辆号码、车牌颜色等信息进行自动识别；

5）图像处理模块将图像压缩成易于保存的格式，并将上述信息叠加到图片下部；

6）已处理的车辆图片及其通行信息一并传递给终端服务器，其中图片信息以格式图片文件方式存储，通行信息写入卡口数据库表中。

至此，完成单次车辆的检测、采集、识别、处理和传输过程。

3.2系统结构组成

前端设备包括高清摄像机、补光装置、检测线圈、主控制器、辅助控制器、大容量存储设备、号牌识别软件等人机交互接口及后台连接的通讯接口等。

所有抓拍图片及数据在前端主控制器内进行本地化存储，如存储数据量超过容量可循环覆盖。

前端系统还集成车辆号牌自动识别功能，对抓拍的机动车图片进行自动号牌识别和存储。

提供数据通讯接口实现前端设备及外部设备和系统的连接及共享。

图32出入口卡口系统结构图

整个主体设备简化为4个部分，分别是高清摄像机、检测部分、辅助照明部分、存储部分：

●高清摄像机

高清摄像机作为系统的主要部分，承担图像采集、处理、号牌识别、数字输出整套功能，在接收到车检信号，并判定车辆抓拍逻辑后，高清摄像机能够在最短时间内被触发，同时发出补光信号，驱动辅助照明装置，采取恰当的曝光算法同步拍摄下车辆的高清晰图像，并进行号牌自动识别、存储等操作，通过以太网口输出。

高清摄像机采用具有处理技术的高清晰数字式彩色摄像机，内置嵌入式应用程序使设备稳定可靠，并且适应于卡口设备抓拍的需要，能保证无论昼夜抓拍图片上的车辆及其号牌特征清晰。

整个模块具有以下特点：

●结合用户不同需求可选着100万、200万、500万等多种像素；

●网络传输数字视频图像：

采用网络传输数字视频图像，布置灵活，扩展方便；

●集成度高：

车辆检测、号牌识别、曝光算法、补光控制内置于摄像机的内；

●采用自主的曝光算法，具有雨雪天气、黄昏、逆光、顺光、侧光、高纬度、夜间车头大灯、高速运动等多种抓拍模式，自动适应各种环境情况。

●检测部分

根据使用环境的不同，系统采取线圈或视频以协助高清摄像机进行定位的检测方式。

当有车辆经过时，协助高清摄像机抓拍通过的机动车辆。

●辅助照明部分

考虑到系统必须24小时运行，对于室外图像抓拍，为了抓拍到清晰的图像，一方面在选用摄像机时，充分考虑低照度性能，另一方面需要增加照明。

●存储部分

存储部分可采用主控制器存储或卡存储。

其中主控器采模块及操作系统相结合的嵌入式计算机系统架构；辅助控制器采用全模块化设计，结构简单、易于维护，内置大容量存储硬盘，保证数据长期稳定的存储。

同时结合出入口的车流等因素，可选用小容量卡存储。

卡可选用32G或64G产品，结合出入口的实际车流量选择。

3.3系统前端设备功能

3.3.1高清机动车辆抓拍功能

本系统24小时不间断捕获所有经过车辆图像信息和驾驶人信息，通过车辆图像捕获率大于99%。

本方案所指的车辆图像捕获率是指：

●图像能够清晰辨认车辆所处位置。

●有完整的车头信息，包括完整的号牌，可清晰辨别号牌颜色。

3.3.2高清图像前端存储和防篡改功能

对机动车道机经过的每个对象提供一张含号牌的全景图片，附加其通过时间、地点、方向、号牌号码、号牌颜色等信息，以图像格式保存在现场的主控制器上，车辆号牌图像水平分辨率不低于110个像素点。

所有采集图片具有数字水印校验功能，可有效防止图片被篡改，保证图片的真实性和有效性。

3.3.3车辆特征识别功能

系统采用自主研发的识别软件，实现对抓拍车辆的各种特征信息进行自动识别。

具备以下功能。

3.3.3.1号牌识别功能

系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。

可识别“92式”“02式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。

所能识别的字符包括：

1）“0～9”十个阿拉伯数字；

2）“A～Z”二十六个英文字母；

3）省市区汉字简称：

京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；

4）军用车牌汉字：

军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成；

5）13式武警车牌字符：

样式的字母和数字；

6）号牌分类用汉字：

警、学、使、领、试、农、挂、拖、境；

3.3.3.2号牌颜色识别功能

系统可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色，并根据不同的号牌颜色区分车辆类型。

3.3.3.3号牌结构识别功能

系统可识别的号牌结构包括：

单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；

武警用小型汽车号牌；

警用汽车号牌；

双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。

3.3.4交通流量检测功能

可通过出入口卡口设备自身的检测功能和号牌比对功能，系统可自动计算覆盖范围内出入口的车流量，从而获取出入口交通参数，提供出入口流运行状态信息。

4高清卡口性能指标

●机动车辆捕获率：

线圈检测≥99%；视频检测≥98%。

●号牌识别率指标：

在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含无效车辆情况下，白天车牌识别率≥99%，夜间车牌识别率≥99%；

●号牌识别准确率指标：

在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，白天车辆号牌识别准确率≥97%（光照度不低于200）；夜间车辆号牌识别准确率≥93%（光照度不高于100）；全天车辆号牌识别准确率≥95%。

●号牌颜色识别功能：

可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色；车辆号牌颜色识别准确率≥99%

●号牌结构识别功能：

可识别的号牌结构包括单排字符结构的号牌、武警用小型汽车号牌、警用汽车号牌、双排字符结构的号牌且号牌结构识别准确率（全天候）≥95%。

●车型识别功能和性能要求：

系统可通过号牌颜色识别大、小车型，车辆类型准确率≥90%。

●车身颜色识别功能和性能要求：

系统应能9种车身颜色，包括：

白色、银色、黑色、红色、蓝色、黄色、绿色、棕色、粉红色，并作为车辆特征字段存储在数据库中。

系统对车身颜色识别可做到对深浅分类准确率不小于85％；9种常见车身颜色识别准确率不小于75％。

（夜间需要采用窄脉冲辅助照明装置技术）

●中心计算机设备及外场设备的时钟达到同步，同步误差≤100；

●系统平均无故障时间（）：

大于30000小时。

5出入口卡口应用

出入口卡口系统区别于的优势在于它是车辆由“动态行驶”到“静态停放”前的最后一个关卡，它能将整个公安出入口卡口向前延伸到最后一百米。

由此为公安的黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、跟车关联查询分析等业务处理提供强大的数据支撑，进而实现对车辆布控等实战功能。

善，更能有效的推进卡口系统向前延伸，扫除公安监控盲区，达到层层推进的效果。

5.1协防布控

系统可由中心设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能在管理中心进行报警，并具有现场报警接口。

同时在派出所一级或治安岗亭一级安装客户端软件或配置警务通，当有车辆进过出入口时，可在第一时间进行拦截。

配合公安系统扩大整体布控水平。

5.2大数据分析

图53大数据分析

同时，通过出入口系统的建设及卡口平台的大数据融合，可配合整个卡口平台进行大数据分析。

如：

Ø行车轨迹最终目的地跟踪：

针对机动车行驶最终端进入的场所进行有效的轨迹跟踪；

Ø套牌车管理：

当有机动车进入某一小区时，并且尚未驶出时，如果平台接收到改号牌此时进入另一小区，即可认定该牌照为套牌车辆，同时配合协防布控，可由公安人员进行现场拦截。

Ø滞留事件分析：

通过对出入口驶入、驶出的记录，有效掌握该机动车在某场所停留的时间。

Ø首次进入某场所、特殊时段进出某场所等异常情况进行有效的管理及记录。

6随需而变的适应能力

对于卡口设备来说，“卡口要素”需要通过视频影像图片手段得以“固化”，才能形成具有刑侦意义的卡口信息。

车辆轮廓、车辆号牌、驾驶员人脸像是卡口抓拍图片的重要因素，需要有针对性的补光措施。

宝康公司结合目前行业内的关键技术，设计了全面、合理、有针对性的补光方案，针对逐帧识别的补光方案，每一帧都和辅助照明装置同步。